1.1.2 热化学方程式 燃烧热 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 反应热　 人教版选择性必修1 第一章　化学反应的热效应 第2课时 热化学方程式 燃烧热 知识回顾 【导】 问题导入 【导】 如何用化学用语来表示化学反应中吸收或者释放的热量呢? 对比下列两个反应式，有哪些不同呢？ ①H2+Cl2 === 2HCl 点燃 ②H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH = -184.6 kJ/mol 标注条件，未标注物质状态 只表明物质变化 没有标注条件，标注物质状态且有ΔH数值 不仅关注物质间的转化同时还更强调能量的变化 热化学方程式 请尝试用方程式表示出H2+Cl2=2HCl反应过程中的能量变化。 热化学方程式的书写 1、理解热化学方程式的意义 ，能正确书写热化学方程式 ，从能力变化的角度体会物质的量与能量的辩证关系。 2、知道燃烧热的概念；通过燃烧热的学习，认识能源在生产、生活中的重要意义。 【导】 素养目标 重点难点 一、热化学方程式 1、概念： 表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 【评】 请对比分析以下两个化学方程式化学计量数所表达的意义。 普通反应方程式化学计量数的含义： ①1 mol H2与1 mol Cl2在点燃的条件下反应生成2 mol HCl（物质的量角度） ②1个H2与1个Cl2在点燃的条件下反应生成2个HCl （微粒数的角度） ③1体积的H2与1体积Cl2在点燃的条件下反应生成2体积HCl（气体体积的角度） 1 mol气态H2与1 mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl，放出184.6kJ 的热量。（物质的量的角度） ①H2 + Cl2 ==== 2HCl ②H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol 点燃 （1）热反应方程式化学计量数的含义：表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数。 （2）ΔH 的单位中“mol-1”的含义：指的是“每摩尔反应” 能表示化学反应的物质变化又可表示能量变化。 2、意义： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH= -571.6 kJ/mol 物质变化 能量变化 表明：在25 ℃、101 kPa下，2 mol气态H2与1 mol气态O2完全反应生成2 mol 液态H2O时放出571.6 kJ的热量。 热化学方程式表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 3、反应热（ΔH）与热化学方程式的数量关系 观察下列四个热化学方程式，反应热（ΔH）与热化学方程式的计量数有何关系？ ①H2(g) + 1/2 O2(g) === H2O(l) ΔH =﹣285.8 kJ/mol ②2H2(g) + O2(g) === 2H2O(l) ΔH =﹣571.6 kJ/mol ③N2(g)+3H2(g)         2NH3(g) ΔH =﹣92.4kJ/mol ④2NH3(g)  N2(g)+3H2(g) ΔH = + 92.4kJ/mol （1）对于同一化学反应，如果化学计量数扩大或缩小，那么ΔH的数值也同时_________________ 。 （2）当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值 ，符号 。 扩大或缩小相同的倍数 相反 相等 怎样理解可逆反应的反应热？ 【思】 其△H与系数（热化学方程式中化学计量数）对应成比例 （3）无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化，因此计算可逆反应的反应热时，要注意其不能进行到底。 【例如】2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH=−196.64 kJ•mol−1 表示在25 ℃、101 kPa下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出196.64 kJ的热量。 若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q<196.64 kJ。 【思】 4、热化学方程式的书写方法 （1）书写符合质量守恒定律的化学方程式 （2）注明反应时的温度和压强 25℃，101 kPa 下进行的化学反应，可以不注明。其他温度和压强要注明。 同一反应在不同温度进行，其焓变是不同。 200℃ 101KPa H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH= -184.6 kJ/mol 热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。因此，它可以用整数或分数表示，（但一般仍用最简整数比）；化学计量数加倍，△H 也要加倍。 H2(g) + O2(g)=H2O(g) △H=－241.8kJ/mol H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=－285.8kJ/mol 1 2 H2O(g)=H2O(l) △H=－44kJ/mol H2O(l)=H2O(g) △H=＋44kJ/mol 物质的聚集状态不同时，它们所具有的内能、焓也不相同。热化学方程式的书写必须注明物质的聚集状态。 对比下列热化学方程式，说一说为什么热化学方程式的书写需注明反应物和生成物的聚集状态？ 思考讨论 1 2 【思】 能量越低越稳定 等质量水的焓：H2O(s)＜ H2O(l)＜ H2O(g) （4）化学方程式的右边必须写上△H，并用空格隔开 ①△H：吸热用“+”，放热用：“－”，单位是kJ/mol。 ②△H必须与化学方程式一一对应。 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH= -184.6 KJ/mol H2(g) + Cl2(g) = HCl(g) ΔH= -92.3 KJ/mol （3）注明反应物和生成物的聚集状态 ①气态（g）、液态（l）、固态（s）、溶液（aq） ②不用“↑”和“↓”；不用写“点燃”、“加热”等引发条件。 归纳总结 【评】 书写热化学方程式的“五步” 一写方程式 二标状态 三标条件 四标 ΔH 五标数值 写出配平的化学方程式 用 s，l，g，aq 标明物质的聚集状态 标明反应温度和压强（101kPa，25℃可不标注） 在方程式后面标明该反应的焓变 ΔH 根据化学计量数计算ΔH值并注明单位 课堂检测 C 【检】 题型一：判断热化学方程式正误 1、沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ） A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol 无物质聚集状态 ΔH = – 445 kJ/mol “四看”法判断热化学方程式的正误: 一看：各物质的聚集状态是否正确； 二看：ΔH的符号“+”“-”是否与吸热 放热相一致； 三看：反应热的单位是否是kJ·mol-1； 四看：反应热数值与化学计量数是否相对应。 方法归纳： 2、判断热化学方程式是否正确，正确的打√，错误的打×。 （1）4NH3 + 5O2 ==== 4NO + 6H2O △H = – 906.8 kJ/mol 催化剂 △ （2）H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H = – 183 kJ （3）已知强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1mol H2O放热57.3 kJ， 则2KOH(aq) + H2SO4(aq) = K2SO4(aq) + 2H2O(l) △H = – 57.3 kJ/mol （4）500℃、101kPa下，将2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热 a kJ，则2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H = – a kJ/mol （5）2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = – 571.6 kJ/mol （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） × × × × √ 500℃ 101kPa 【检】 3、依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 题型二：正确书写热化学方程式 （1）0.5mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出78.65kJ的热量。 Cu(s)＋1/2O2(g)＝CuO(s) △H＝－157.3kJ/mol 思路点拨：先写出常规化学方程式，后加注状态及焓变，根据 0.5 mol Cu 反应的焓变信息计算出 1mol Cu 对应焓变。 （2）1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。 S(s)＋O2(g)＝SO2(g) △H＝－299.52kJ/mol （3）2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2放出的热量为99.6KJ，写出C2H2 燃烧的热化学方程式。 2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l) △H=－2589.6KJ/mol 题型三：比较反应热的大小关系 4、已知: (1) H2(g)＋1/2O2 (g) ＝ H2O (g) ΔH1 = a kJ/mol (2) 2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (g) ΔH2 = b kJ/mol (3) H2(g)＋1/2O2 (g) ＝ H2O (l) ΔH3 = c kJ/mol (4) 2H2(g)＋O2 (g) ＝2H2O (l) ΔH4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是( ) A、a<c<0 B、b>d>0 C、2a=b< 0 D、2c=d>0 C 方法归纳： 比较△H大小的方法 比较大小时，要包括所含的“+"和“-” 1、吸热反应的肯定比放热反应的大 2、同一放热（吸热）反应，其他条件相同时，参加反应的反应物的物质的量越大，放出（吸收）的热量越多，△H的值越小（越大） 3、燃料的燃烧，其他条件相同时 ①燃烧产物越稳定，放出热量越多，则△H越小 ②燃料状态为气、液、固，放出的热量依次减少，则△H依次增大 【导】 天然气 汽油 火箭推进剂 柴草 由于反应的情况不同，反应热可分为燃烧热、中和反应反应热、溶解热等，其中以燃烧热的实际应用最广泛。 思考 我们知道物质燃烧都会放出热量，那么是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？ 二、燃烧热 1、概念: 101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 【评】 不同元素对应的指定产物：C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)。 【注意事项】 纯物质 1mol(以燃烧1mol纯物质为标准来配平) 完全燃烧生成指定产物 25℃、101kPa （书中燃烧热数据均在此条件下测得） ①研究条件: ②反应物及其物质的量: ③反应程度及其产物: C→CO不是完全燃烧；SO3不是S的燃烧产物；若生成物中含有H2O，则H2O必须为液态。 由于燃烧热是以1mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1，以此来配平热化学方程式，其余物质的化学计量数常出现分数。如：H2(g)+1/202(g)=H2O(l) =-285.8kJ·mol-1。 在25℃、101KPa时，1molH2(g)完全燃烧生成H2O(l)时，放出285.8KJ的热量。 【写一写】已知H2的燃烧热为285.8KJ/mol，表示氢气燃烧热的热化学方程式： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol 中文叙述燃烧热、中和热时可以不带“负号”，但凡用ΔH表示时一定要有“负号” 特别提醒 2、表示燃烧热的热化学方程式的书写方法 由于燃烧热是以1mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1，以此来配平热化学方程式，其余物质的化学计量数常出现分数。 如甲烷的燃烧热为890.31KJ/mol；如甲烷的燃烧热△H=-890.31KJ/mol 语言表述、文字描述 5、分析以下几个热化学方程式，哪个是表示物质的燃烧热( ) A、C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5 kJ/mol B、C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol C、2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol D、H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol 课堂检测 B 【检】 题型四：理解燃烧热的概念 一看：可燃物的化学计量数是否为1。 二看：物质完全燃烧是否生成指定产物(如H2O(l) 、CO2、SO2等)。 三看：ΔH是否为“-”及单位是否正确。 方法归纳： 6、下列热化学方程式中，ΔH 能正确表示物质的燃烧热的是(　　 ) A. CH4(g)＋3/2O2(g) = CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－607.3 kJ·mol－1 B. H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)　 ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 C. CO(g)＋1/2 O2(g) = CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 D. 2C8H18(l)＋25O2(g) = 16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11036 kJ·mol－1 C 【检】 产物应为CO2(g) H2的燃烧热是指生成液态H2O的燃烧反应所放出的热量 燃料C8H18应为1 mol 题型五：表示燃烧热的热化学方程式的书写 7、0.3mol的气态高能燃料乙炔（C2H2）在氧气中完全燃烧，生成气态CO2和液态水，放出389.88kJ热量，其热化学方程式为： 2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l) △H= -2599.2kJ/mol 其燃烧热为： 1299.6kJ/mol 表示燃烧热的热化学方程式为： C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H= -1299.6kJ/mol 题型六：燃烧热的相关计算 8、 在101 kPa时，1 mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000 L CH4(标况下)完全燃烧后所产生的热量为多少？ 解析：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH =－890.3 kJ/mol 即CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol。 1000 L CH4(标况)的物质的量为：n(CH4)=44.6 mol, 44.6 mol CH4 完全燃烧放出的热量为：44.6 mol×890.3 kJ/mol=3.97×104 kJ 9、已知充分燃烧a g乙烯气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙烯燃烧的热化学方程式正确的是（ ） A．C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝-2b kJ/mol B．C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝+2b kJ/mol C．2C2H4(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) ΔH＝-2b kJ/mol D．2C2H4(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) ΔH＝+b kJ/mol A 思考讨论 1、燃烧放出的热量与燃烧热有什么不同？ 2、可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热变吗？ 【思】 ① 燃烧放出的热量与物质的多少有关，燃烧的物质越多，放出的热量就越多，而燃烧热规定是1mol的纯物质； ② 研究燃烧放出的热量并未限定燃烧产物的形态，而研究燃烧热必须是生成稳定的氧化物。 不变。燃烧热指1mol可燃物燃烧放出的热量，与可燃物的物质的量无关。 3、一定量可燃物完全燃烧时放出的热量？ Q放= n(可燃物)×|ΔH| 燃烧热的绝对值 (3)燃烧热热化学方程是唯一的。 3、燃烧热的应用 （1）家用燃料选择 【提示】可从物质的燃烧热、燃料的储量、开采、运输、价格、对生态环境的影响等方面综合考虑。 燃料 △H(kJ/mol) ①S(s) -296 ②H2(g) -285.8 ③CH4(g) -890.3 ④C2H5OH(l) -1366.8 ①燃烧产物大气污染，一般不作燃料 ②不易制备、运输，但无污染且燃烧热较大，是未来新能源 ③西气东输工程，家庭常用燃料 ④可再生能源，液体易运输，且燃烧热较大，逐渐被应用于乙醇汽油中 问题：你会选择哪种家用燃料，选择的依据是什么？ 学习燃烧热的意义：通过对燃烧热的学习，可帮助我们更充分地利用能源。 火箭推进剂的发展主要着眼于能量高、排烟少、污染轻三个方面。 （2）火箭推进剂燃料的选择 火箭荷载的绝大部分质量来自于推进剂，产生同样推力所需要的推进剂质量越小，火箭的荷载就越低。计算每克液氢-液氧推进剂恰好完全反应释放的热量。 火箭推进剂的发展历史与类型 ●最早的火箭推进剂：中国古代发明的黑火药 ●第二代固体推进剂：聚硫橡胶、高氯酸铵(NH4ClO4)、铝粉(Al)复合推进剂， 20世纪50年代研制出高分子固体推进剂。 ●液体推进剂：20世纪60年代，开始使用液氧、四氧化二氮(N2O4)、液氢(H2) 和混肼等液体推进，其特点是相对易存储。 ●液氧液氢推进剂：被称为火箭推进剂的皇冠，但控制好液氢燃烧的难度极高。多用作高空航行中高能末级火箭推进剂。 液体火箭推进剂的发展 液氧汽油 肼类燃料 （肼、偏二甲肼） 液氧煤油 液氢液氧 第一枚液体火箭发动机的推进剂 中国第一颗人造卫星“东方红一号”采用偏二甲肼推进剂 “长征七号”运载火箭采用液氧煤油推进剂 “长征五号”运载火箭采用液氢液氧推进剂 课堂检测 【检】 10、我国的长征运载火箭燃料之一为偏二甲肼(C2H8N2)，已知： 1.5 g偏二甲肼(液态)完全燃烧生成液态水放出50 kJ热量。 (1) 计算偏二甲肼的燃烧热时，碳、氮元素产生的指定产物是_____、____。 (2)根据材料中所给信息计算偏二甲肼的燃烧热为______________。 (3)下列表示偏二甲肼燃烧的热化学方程式正确的是______(填字母，下同)， 其中表示偏二甲肼燃烧热的热化学方程式为______。 A.C2H8N2(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝－2 000 kJ·mol－1 B. C2H8N2(l)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)＋N2(g)　ΔH＝－1 000 kJ·mol－1 C.C2H8N2(l)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)＋N2(g)　ΔH＝－2 000 kJ·mol－1 CO2 N2 2 000 kJ·mol－1 BC C 课堂小结 【评】 $$